(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
行列状に形成されて、一対の縦辺及び前記縦辺と隣接する一対の斜辺を有する平行四辺形の電極片をそれぞれ少なくとも２つずつ含む複数の画素電極と、
前記画素電極と対向し、前記画素電極との間に位置する液晶分子の傾斜方向を決定する決定部材が形成されている共通電極と、
を含み、
前記画素電極のうち、行方向に隣接する各々の画素電極の横中心線は列方向にずれており、
前記画素電極のうち、行方向に隣接する画素電極に対応する傾斜方向の決定部材は行方向に互いに連結されていることを特徴とする垂直配向方式の液晶表示装置。
【請求項２】
前記傾斜方向の決定部材は、前記電極片の斜辺と実質的に平行である斜線部及び斜線部から折れ曲がって連続する連結部を有する切開部を含むことを特徴とする請求項１に記載の垂直配向方式の液晶表示装置。
【請求項３】
前記連結部は、前記画素電極のうち行方向に隣接する画素電極間の境界に重なることを特徴とする請求項２に記載の垂直配向方式の液晶表示装置。
【請求項４】
前記画素電極は、行方向に隣接する前記平行四辺形の電極片２つで構成され、前記２つの平行四辺形の電極片は、一部分が互いに連結されていることを特徴とする請求項１に記載の垂直配向方式の液晶表示装置。
【請求項５】
前記２つの平行四辺形の電極片は、前記画素電極の縦中心線を基準に反転対称をなすことを特徴とする請求項４に記載の垂直配向方式の液晶表示装置。
【請求項６】
前記複数の画素電極に各々接続されている複数の薄膜トランジスタと、
前記複数の薄膜トランジスタに各々接続されている複数のゲート線と、
前記複数の薄膜トランジスタに接続されていて前記ゲート線に交差する複数のデータ線と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の垂直配向方式の液晶表示装置。
【請求項７】
前記データ線のうち少なくとも１つは、前記平行四辺形の電極片の境界線を超えて伸びていることを特徴とする請求項６に記載の垂直配向方式の液晶表示装置。
【請求項８】
前記データ線のうち少なくとも１つは、前記画素電極のうちの行方向に隣接する画素電極間の境界を越えて延長されていることを特徴とする請求項６に記載の垂直配向方式の液晶表示装置。
【請求項９】
前記ゲート線は、前記画素電極と重ならない第１部分及び前記画素電極と重なっている第２部分を含むことを特徴とする請求項６に記載の垂直配向方式の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第１部分は、前記画素電極のうちの列方向に隣接する画素電極の間の境界部分を通ることを特徴とする請求項９に記載の垂直配向方式の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は現在最も広く使用されている平板表示装置のうちの１つであり、画素電極と共通電極など電場生成電極が形成されている２枚の表示板とその間に入っている液晶層を含む。液晶表示装置は電場生成電極に電圧を印加して液晶層に電場を生成し、形成される電場によって液晶層の液晶分子の配向を決定して入射光の偏光を制御して映像を表示する。
【０００３】
液晶表示装置は、また、各画素電極に接続されているスイッチング素子及びスイッチング素子を制御して画素電極に電圧を印加するためのゲート線とデータ線など複数の信号線を含む。
このような液晶表示装置の中でも、電場が印加されない状態で液晶分子の長軸を上下表示板に対して垂直をなすように配列した垂直配向方式（ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｍｏｄｅ）の液晶表示装置は、コントラスト比が大きくて基準視野角が広いため脚光を浴びている。ここで基準視野角というのは、コントラスト比が１：１０の視野角または階調間輝度反転限界角度を意味する。
【０００４】
垂直配向方式の液晶表示装置において広い基準視野角を実現するための具体的な方法としては、電場生成電極に切開部を形成する方法と、電場生成電極の上または下に突起を形成する方法などがある。切開部と突起が形成される位置および形状によって液晶分子が傾く方向（ｔｉｌｔ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）が決定されるので、これらを適切に配置して液晶分子の傾斜方向を多様な方向に分散させることによって、基準視野角を広くすることができる。
【０００５】
ところが、切開部または突起を形成することによって開口率が低下するという問題がある。開口率を高めるために画素電極を最大限広く形成する超高開口率構造の提案がなされているが、この場合、隣接する画素電極の間の距離が近くなることから、画素電極の間に強い側方向電場（ｌａｔｅｒａｌ  ｆｉｅｌｄ）が形成される。このような側方向電場によって、液晶分子の配向にばらつきが生じ、そのために凹凸模様（テクスチャー）や光漏れが生じるという問題がある。
【０００６】
また、垂直配向モードの液晶表示装置は、前方からの視認性に比べて側方からの視認性が劣る。例えば、切開部が設けられたＰＶＡ（ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  ａｌｉｇｎｅｄ）モードの液晶表示装置の場合には、側面に向かうほど映像が明るくなり、甚だしい場合には高い階調間の輝度差がなくなって画像が崩れているように見える問題も生じる。
【特許文献１】特開平11-052381号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が目的とする技術的課題は、凹凸模様（テクスチャー）や光漏れなどによる損失を減らし、開口率と透過率を向上させる電極配置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１実施形態による垂直配向方式の液晶表示装置は、行列状に形成され、一対の縦辺及び前記縦辺と隣接する一対の斜辺を有する平行四辺形の電極片をそれぞれ少なくとも２つずつ含む複数の画素電極、前記画素電極と対向して配置され前記画像電極との間に位置する液晶分子の傾斜方向を決定する決定部材が形成されている共通電極を含み、前記画素電極のうちの行方向に隣接する画素電極各々の横中心線は列方向にずれており、前記画素電極のうちの行方向に隣接する画素電極に対応する傾斜方向の決定部材は行方向に互いに連結されている。
【０００９】
前記傾斜方向の決定部材は、前記電極片の斜辺と実質的に平行な斜線部及び斜線部で折れた連結部を有する切開部を含むことができる。
前記連結部は前記画素電極のうち行方向に隣接する画素電極の境界線と重なってもよい。
前記画素電極は行方向に隣接する前記２つの平行四辺形の電極片で構成され、前記２つの平行四辺形の電極片は一部分が互いに連結された構成とすることができる。
【００１０】
前記２つの平行四辺形の電極片は、前記画素電極の縦中心線を基準に反転対称をなすように構成できる。
前記複数の画素電極に各々接続されている複数の薄膜トランジスタ、前記複数の薄膜トランジスタに各々接続されている複数のゲート線、そして前記複数の薄膜トランジスタに接続されていて前記ゲート線に交差する複数のデータ線をさらに含む構成とすることができる。
【００１１】
前記データ線のうちの少なくとも１つは、前記平行四辺形の電極片の境界線を超えて延長することができる。
前記データ線のうちの少なくとも１つは、前記画素電極のうちの行方向に隣接する画素電極間の境界を超えて延長することができる。
前記ゲート線は前記画素電極と重ならない第１部分及び前記画素電極と重なっている第２部分を含むように構成できる。
【００１２】
前記第１部分は前記画素電極のうちの列方向に隣接する画素電極間の境界部分を通るように構成できる。
前記ゲート線は前記画素電極と重ならないように構成することもできる。
前記データ線と前記画素電極の間に形成されている有機膜をさらに含むように構成できる。
【００１３】
前記複数の画素電極と各々対向する複数の色フィルターをさらに含み、前記画素電極のうちの同じ列に位置している複数の画素電極と対向する複数の色フィルターは互いに異なる２種類の色相が交互に繰り返しながら対応するように構成できる。
前記複数の画素電極と各々対向する複数の色フィルターをさらに含み、前記画素電極のうち同じ列に位置している複数の画素電極と対向する複数の色フィルターは互いに異なる３つの色相が交互に繰り返すように対応させてもよい。
【００１４】
前記画素電極のうちの行方向に隣接する画素電極と対向する複数の色フィルターは、互いに異なる色相を示すように構成できる。
前記ゲート線と接続されているゲート駆動部、前記データ線と接続されているデータ駆動部、そして前記ゲート駆動部及び前記データ駆動部を制御する信号制御部を含み、前記信号制御部は入力映像信号を処理した中間映像信号を再配列して出力映像信号を前記データ駆動部に印加するように構成できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、液晶表示装置の凹凸模様（テクスチャー）や光漏れによる損失を減らし、開口率と透過率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図を参照して本発明の実施形態について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は多様な形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。
図面から多様な層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似する部分については同一図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上”にあるとする時、これは他の部分の“直ぐ上”にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。また、ある部分が他の部分の“直上”にあるとする時には中間に他の部分がないことを意味する。
【００１７】
まず、図１及び図２を参照して、本発明の第１実施形態による液晶表示装置について詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施形態による液晶表示装置のブロック図であり、図２は本発明の第１実施形態による液晶表示装置の１つの画素に対する等価回路図である。
図１に示すように、本発明の第１実施形態による液晶表示装置は、液晶表示板組立体３００及びこれと接続されたゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００、データ駆動部５００に接続された階調電圧生成部８００、そしてこれらを制御する信号制御部６００を含む。
【００１８】
液晶表示板組立体３００は等価回路から見ると、複数の信号線（Ｇ１-Ｇｎ、Ｄ１-Ｄｍ）とこれに接続されていて行列状に配列された複数の画素（ＰＸ）を含む。一方、図２に示した構造から見ると、液晶表示板組立体３００は互いに対向する薄膜トランジスタ表示板１００及び共通電極表示板２００とその間に入っている液晶層３を含む。
信号線（Ｇ１-Ｇｎ、Ｄ１-Ｄｍ）は、ゲート信号（“走査信号”ともいう）を伝達する複数のゲート線（Ｇ１-Ｇｎ）と、データ信号を伝達する複数のデータ線（Ｄ１-Ｄｍ）とを含む。ゲート線（Ｇ１-Ｇｎ）は行方向に伸びて互いに平行であり、データ線（Ｄ１-Ｄｍ）は列方向に伸びて互いに平行である。
【００１９】
各画素（ＰＸ）、例えば、ｉ番目（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）のゲート線（Ｇｉ）とｊ番目（ｊ＝１、２、・・・、ｍ）のデータ線（Ｄｊ）に接続された画素（ＰＸ）は、信号線（Ｇｉ、Ｄｊ）に接続されたスイッチング素子（Ｑ）とこれに接続された液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）及びストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）を含む。ストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）は必要に応じて省略することもできる。
【００２０】
スイッチング素子（Ｑ）は、薄膜トランジスタ表示板１００に設けられている薄膜トランジスタなどの三端子素子であり、その制御端子はゲート線（Ｇｉ）と接続されており、入力端子はデータ線（Ｄｊ）と接続されており、出力端子は液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）及びストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）と接続されている。
液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）は、薄膜トランジスタ表示板１００の画素電極１９１と共通電極表示板２００の共通電極２７０を２つの電極として構成され、２つの電極１９１、２７０の間の液晶層３は誘電体として機能する。画素電極１９１はスイッチング素子（Ｑ）と接続され、共通電極２７０は共通電極表示板２００の前面に形成されて共通電圧（Ｖｃｏｍ）が印加される。図２とは異なって、共通電極２７０を薄膜トランジスタ表示板１００に形成することもでき、この場合には２つの電極１９１、２７０のうちの少なくとも１つを線状または棒状に形成できる。
【００２１】
液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）の補助的な役割を果たすストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）は、薄膜トランジスタ表示板１００に設けられた別途の信号線（図示せず）と画素電極１９１とが絶縁体を間に置いて重なる部分に形成されるものであり、この別途の信号線には共通電圧（Ｖｃｏｍ）などの決められた電圧が印加される。ストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）は、画素電極１９１が絶縁体を媒介として真上の前段ゲート線と重なることによって構成することも可能である。
【００２２】
一方、色表示を実現するためには、各画素（ＰＸ）が基本色のうち１つを固有表示する空間分割方式、各画素（ＰＸ）が時間によって互いに基本色を表示する時間分割方式などを用いることができ、これらの基本色の空間的、時間的合計で所望の色相が認識されるようにする。基本色の例としては、赤色、緑色、青色など三原色がある。図２は空間分割の一例として、各画素（ＰＸ）が画素電極１９１に対応する共通電極表示板２００の領域に基本色のうちの１つを示す色フィルター２３０を備えること示している。図２とは異なって、色フィルター２３０は薄膜トランジスタ表示板１００の画素電極１９１の上または下に形成することができる。
【００２３】
液晶表示板組立体３００の外側面には光を偏光させる少なくとも１つの偏光子（図示せず）が設けられている。
図１に示す階調電圧生成部８００は、画素（ＰＸ）の透過率に関する２組の階調電圧集合（または基準階調電圧集合）を生成する。２組のうちの１組は共通電圧（Ｖｃｏｍ）に対して正の値を有し他の１組は負の値を有する。
【００２４】
ゲート駆動部４００は、液晶表示板組立体３００のゲート線（Ｇ１-Ｇｎ）と接続されてゲートオン電圧（Ｖｏｎ）とゲートオフ電圧（Ｖｏｆｆ）の組み合わせで構成されたゲート信号をゲート線（Ｇ１-Ｇｎ）に印加する。
データ駆動部５００は、液晶表示板組立体３００のデータ線（Ｄ１-Ｄｍ）に接続されており、階調電圧生成部８００からの階調電圧を選択してこれをデータ信号としてデータ線（Ｄ１-Ｄｍ）に印加する。階調電圧生成部８００が全ての階調に対する電圧を全て提供する必要はなく、決められた数の基準階調電圧のみを提供するように構成し、データ駆動部５００階調電圧生成部８００から提供された基準階調電圧を分圧して、全体階調に対する階調電圧を生成し、この中からデータ信号を選択するように構成することもできる。
【００２５】
信号制御部６００はゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００などを制御する。
このような各々の駆動装置４００、５００、６００、８００は、少なくとも１つの集積回路チップ状で液晶表示板組立体３００の上に直接装着することができ、可撓性印刷回路膜（図示せず）上に装着されてＴＣＰの形態で液晶表示板組立体３００に取り付けることもでき、別途の印刷回路基板（図示せず）上に装着することもできる。これとは異なって、これらの駆動装置４００、５００、６００、８００を信号線（Ｇ１-Ｇｎ、Ｄ１-Ｄｍ）及び薄膜トランジスタスイッチング素子（Ｑ）などと共に液晶表示板組立体３００に集積することができる。また、駆動装置４００、５００、６００、８００は単一チップで集積することができ、この場合、これらのうちの少なくとも１つまたはこれらをなす少なくとも１つの回路素子を単一チップの外側に配置することができる。
【００２６】
本発明の第１実施形態による液晶表示板組立体の一例について、図３〜図７Ｂを参照して詳細に説明する。
図３は本発明の第１実施形態による液晶表示装置の配置図であり、図４及び図５は各々図３に示した液晶表示装置をIV-IV及びV-V線に沿って切断して示した断面図である。
図３〜図５を参照すると、本発明の第１実施形態による液晶表示装置は、互いに対向する薄膜トランジスタ表示板１００と共通電極表示板２００及びこれらの２つの表示板１００、２００の間に入っている液晶層３を含む。
【００２７】
次に下部表示板１００について説明する。
透明なガラスまたはプラスチックなどで形成された絶縁基板１１０上に複数のゲート線１２１が形成されている。
ゲート線１２１はゲート信号を伝達するものであって主に図の横方向に伸びている。各ゲート線１２１は、上に突出した複数のゲート電極１２４と、他の層または外部駆動回路との接続のために幅が拡張された端部１２９とを含む。ゲート駆動回路４００を基板１１０上に集積する場合、ゲート線１２１を延長してこれと直接接続することができる。
【００２８】
ゲート線１２１は、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金などアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）や銀合金など銀系金属、銅（Ｃｕ）や銅合金など銅系金属、モリブデン（Ｍｏ）やモリブデン合金などモリブデン系金属、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）及びチタン（Ｔｉ）などで形成できる。また、これらは物理的性質が異なる２つの導電膜（図示せず）を含む多重膜構造で構成することもできる。このうちの１つの導電膜は、信号遅延や電圧降下を減少できるように比抵抗が低い金属、例えば、アルミニウム系金属、銀系金属、銅系金属で形成することができる。また、他の導電膜は他の物質、特にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）やＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）との物理的、化学的、電気的接触特性に優れた物質、例えばモリブデン系金属、クロム、タンタル、チタンなどで構成できる。このような組み合わせの良い例としては、クロム下部膜とアルミニウム（合金）上部膜及びアルミニウム（合金）下部膜とモリブデン（合金）上部膜がある。しかし、ゲート線１２１はその他にも多様な金属または導電体で形成できる。
【００２９】
ゲート線１２１の側面は基板１１０面に対し傾いて、その傾斜角は約３０゜〜約８０゜であることが好ましい。
ゲート線１２１上には窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）または酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）などで形成されたゲート絶縁膜１４０が形成されている。
ゲート絶縁膜１４０上には水素化非晶質シリコン（非晶質シリコンは、略称ａ-Ｓｉ）または多結晶シリコンなどで構成された複数の島型半導体１５４が形成されている。島型半導体１５４はゲート電極１２４上に位置する。
【００３０】
半導体１５４上には一対の島型抵抗性接触部材１６３、１６５が形成されている。抵抗性接触部材１６３、１６５は、リンなどのｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ+水素化非晶質シリコンなどの物質で構成することができ、シリサイドで構成することもできる。
半導体１５４と抵抗性接触部材１６３、１６５の側面また基板１１０面に対して傾いて、傾斜角は３０゜〜８０゜程度である。
【００３１】
抵抗性接触部材１６３、１６５及びゲート絶縁膜１４０上には複数のデータ線１７１と複数のドレーン電極１７５を含むデータ導電体が形成されている。
データ線１７１はデータ信号を伝達するものであって、主に図の縦方向に延長されてゲート線１２１と交差する。各データ線１７１は、ゲート電極１２４に向かって各々伸びた複数対のソース電極１７３と、他の層またはデータ駆動部５００との接続のために幅が拡張された端部１７９を含む。データ駆動部５００を基板１１０上に集積する場合、データ線１７１を延長してこれと直接接続することができる。
【００３２】
ドレーン電極１７５は、データ線１７１と分離されていてゲート電極１２４を中心にソース電極１７３と対向する。
１つのゲート電極１２４、１つのソース電極１７３及び１つのドレーン電極１７５は、半導体１５４と共に１つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成し、薄膜トランジスタのチャンネルはソース電極１７３とドレーン電極１７５の間の半導体１５４に形成される。
【００３３】
データ線１７１、１７５はモリブデン、クロム、タンタル及びチタンなど耐火性金属またはこれらの合金で形成することが好ましく、耐火性金属膜（図示せず）と低抵抗導電膜（図示せず）を含む多重膜構造とすることもできる。多重膜構造の例としては、クロムまたはモリブデン（合金）下部膜とアルミニウム（合金）上部膜の二重膜、モリブデン（合金）下部膜とアルミニウム（合金）中間膜とモリブデン（合金）上部膜の三重膜がある。しかし、データ線１７１、１７５はその他にも多様な金属または導電体で形成することができる。
【００３４】
データ線１７１、１７５も、その側面が基板１１０面に対し３０゜〜８０゜程度の傾斜角で傾いていることが好ましい。
抵抗性接触部材１６３、１６５は、その下の半導体１５４とその上のデータ線１７１、１７５の間にだけ存在し、これらの間の接触抵抗を低くする。半導体１５４にはソース電極１７３とドレーン電極１７５の間をはじめとしてデータ線１７１、１７５で覆われずに露出された部分がある。
【００３５】
データ線１７１、１７５及び露出された半導体１５４の部分上には保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０は、無機絶縁物または有機絶縁物などで形成され表面を平坦に形成することが好ましい。有機絶縁物は４．０以下の誘電率を有するのが好ましく、感光性を有するものを用いることが可能である。しかし、保護膜１８０は有機膜の優れた絶縁特性を生かしながらも露出された半導体１５４の部分が損傷しないように、下部無機膜と上部有機膜の二重膜構造とすることができる。
【００３６】
保護膜１８０にはデータ線１７１の端部１７９と第１及び第２ドレーン電極１７５の端部を各々露出する複数の接触孔１８２、１８５が形成されており、保護膜１８０とゲート絶縁膜１４０にはゲート線１２１の端部１２９を各々露出する複数の接触孔１８１が形成されている。
保護膜１８０上には複数の画素電極１９１及び複数の接触補助部材８１、８２が形成されている。これらはＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質やアルミニウム、銀、クロムまたはその合金などの反射性金属で形成できる。
【００３７】
次に図６、図７Ａ及び図７Ｂを参照して，本実施形態による各画素電極１９１の形態について説明する。
図６Ａは本発明の第１実施形態による液晶表示装置の画素電極及び共通電極を示す配置図であり、図６Ｂは図６Ａの図面をVIb-VIb線に沿って切断して示した断面図であり、図７Ａ及び図７Ｂは本発明の第１実施形態による液晶表示装置においての画素電極の基本単位となる電極片を示した平面図である。
【００３８】
図６Ａ及び図６Ｂに示したように、本発明の実施形態による液晶表示板組立体の各画素電極は縦中心線を基準に左側に形成されている第１部分（１９１Ｒａ、１９１Ｇａ、１９１Ｂａ）と縦中心線を基準に右側に形成されている第２部分（１９１Ｒｂ、１９１Ｇｂ、１９１Ｂｂ）を含む。共通電極２７０（図２参照）は画素電極１９１と対向する切開部７１ａ、７１ｂ、７２を有する。
【００３９】
画素電極１９１の第１及び第２部分（１９１Ｒａ、１９１Ｇａ、１９１Ｂａ、１９１Ｒｂ、１９１Ｇｂ、１９１Ｂｂ）は、各々図７Ａに示した１つの平行四辺形の電極片１９６と、図７Ｂに示した１つの平行四辺形の電極片１９７とを含む。
図７Ａ及び図７Ｂに示したように、電極片１９６、１９７各々は一対の斜辺１９６ｏ、１９７ｏ及び一対の縦辺１９６ｔ、１９７ｔを有し、平行四辺形である。各斜辺１９６ｏ、１９７ｏは縦辺１９６ｔ、１９７ｔに対して斜角（ｏｂｌｉｑｕｅ  ａｎｇｌｅ）をなし、斜角の寸法は大体４５°〜１３５°であることが好ましい。便宜上、縦辺１９６ｔ、１９７ｔを中心に垂直の状態で傾いた方向（“傾斜方向”）によって区分し、図７Ａのように右側に傾いたのを“左傾斜”とし、図７Ｂのように左に傾いたことを“右傾斜”と称する。
【００４０】
電極片１９６、１９７において、縦辺１９６ｔ、１９７ｔの間の長さ、つまり、幅と斜辺１９６ｏ、１９７ｏの間の距離、つまり、高さは表示板組立体３００の寸法に応じて自由に決定することができる。また、各電極片１９６、１９７において縦辺１９６ｔ、１９７ｔは、他の部分との関係を考慮して折れ曲がった構成とすることができ、また突出した形状等に変更でき、今後はこのような変形も全て含んで平行四辺形と称する。
【００４１】
各々の画素電極１９１は互いに異なる傾斜を有する平行四辺形の電極片１９６、１９７が行方向に連結橋１９３ａを通して一部が連結された形態である。各平行四辺形の電極片１９６、１９７の１つの縦辺１９６ｔ、１９７ｔは互いに隣接している。各平行四辺形の電極片１９６、１９７の１つの斜辺１９６ｏ、１９７ｏが、互いになす角度は約９０°であることが好ましい。このように画素電極１９１は、行方向に対して折れ曲がる形状であり、縦中心線を基準に左右対称をなす。
【００４２】
列方向に隣接する２つの画素電極１９１Ｒ、１９１Ｇは、各縦辺１９６ｔ、１９７ｔが一直線上にある。つまり、画素電極１９１Ｒ、１９１Ｇを左右に２等分する仮想の線（以下、“縦中心線”という）が整列されている。画素電極１９１Ｒ、１９１Ｇを上下に２等分する仮想の線（以下、“横中心線”という）は、行方向に隣接する２つの画素電極１９１Ｒ、１９１Ｂを上下に２等分する仮想の線と一直線上に位置しない。画素電極の１９１Ｂの上部斜辺は隣接する画素電極１９１Ｒの縦辺の中間部分に位置する。つまり、行方向に隣接する画素電極１９１Ｒ、１９１Ｂは上下方向に交差配列されている。
【００４３】
共通電極２７０には、電極片１９６、１９７と対向する切開部７１ａ、７１ｂ、７２が形成されており、電極片１９６、１９７に対応する領域は、切開部７１ａ、７１ｂ、７２を中心にそれぞれ２つの副領域に仕切られている。切開部７１ａ、７１ｂ、７２は、電極片１９６、１９７の斜辺１９６ｏ、１９７ｏと平行な斜線部７１ａ、７１ｂと、斜線部７１ａ、７１ｂと鈍角をなして接続される連結部７２を含む。行方向に隣接する画素電極１９１Ｒ、１９１Ｂと対向する共通電極２７０に形成されている切開部の斜線部７１ａ、７１ｂは、連結部７２を通して連結されている。つまり、一つの画素行において、共通電極２７０の切開部７１ａ、７１ｂ、７２は互いに連結されている。
【００４４】
また、切開部の連結部７２は、行方向に隣接する画素電極１９１Ｒ、１９１Ｂ間の境界部分に重なっており、この連結部７２の幅は行方向に隣接する画素電極１９１Ｒ、１９１Ｂの間の幅より大きい。
図３〜図７Ｂにおいて、画素電極１９１の位置関係及び折れ曲がる方向を異なる構成とすることができ、図３〜図７Ｂの画素電極１９１を上下左右に反転対称移動したり、回転移動することによって変形することができる。
【００４５】
画素電極１９１は、接触孔１８５を通してドレーン電極１７５と物理的・電気的に接続されており、ドレーン電極１７５からデータ電圧を印加される。データ電圧が印加された画素電極１９１は、共通電圧が印加される共通電極表示板２００の共通電極２７０と共に電場を生成することによって、２つの電極１９１、２７０の間の液晶層３の液晶分子３０の方向を決定する。このように決定された液晶分子３０の方向によって、液晶層３を通過する光の偏光が変わる。画素電極１９１と共通電極２７０は、蓄電器（以下、“液晶キャパシタ”という）を構成し、薄膜トランジスタが遮断された後にも印加された電圧を維持する。
【００４６】
接触補助部材８１、８２は、各々接触孔１８１、１８２を通してゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９と接続される。接触補助部材８１、８２は、ゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９と外部装置との接着性を補完してこれらを保護する。
次に、上部表示板２００について説明する。
【００４７】
透明なガラスまたはプラスチックなどで形成された絶縁基板２１０上に遮光部材２２０が形成されている。遮光部材２２０は画素電極１９１の屈曲辺に対応する屈曲部（図示せず）と薄膜トランジスタに対応する四角形部分（図示せず）を含むように構成でき、画素電極１９１の間の光漏れを防止して画素電極１９１と対向する開口領域を定義する
基板２１０及び遮光部材２２０上には、また、複数の色フィルター２３０が形成されている。色フィルター２３０は遮光部材２２０に囲まれた領域内に大部分が存在し、画素電極１９１の列方向に沿って長く延長されている。各色フィルター２３０は、赤色、緑色及び青色の三原色など基本色のうちの１つを表示できる。
【００４８】
色フィルター２３０及び遮光部材２２０上には蓋膜２５０が形成されている。蓋膜２５０は有機絶縁物で形成でき、色フィルター２３０が露出されることを防止して平坦面を提供する。蓋膜２５０は省略することができる。
蓋膜２５０上には共通電極２７０が形成されている。共通電極２７０はＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明な導電体などで形成されており、複数の切開部（図示せず）を設けることができる。
【００４９】
表示板１００、２００の内側面には配向膜１１、２１が形成されており、これらは垂直配向膜とすることができる。
表示板１００、２００の外側面には偏光子１２、２２が設けられているが、２つの偏光子の偏光軸は直交して画素電極１９１の斜辺と略４５゜の角度をなすことが好ましい。反射型液晶表示装置の場合には、２つの偏光子のうちの１つを省略できる。
【００５０】
液晶表示装置は、偏光子１２、２２、位相遅延膜、表示板１００、２００及び液晶層３に光を供給する照明部（図示せず）を含む構成とすることができる。
液晶層３は負の誘電率異方性を有し、液晶層３の液晶分子は電場がない状態でその長軸が２つの表示板の表面に対して垂直配向されている。
図８及び図９を参照して図３に示した画素電極を複数個含む液晶表示板組立体について詳細に説明する。
【００５１】
図８は本発明の第１実施形態による液晶表示装置の画素電極、共通電極及び信号線を含む配置図である。
図８で行方向に隣接する各画素電極１９１を上下に２等分する仮想の線（以下、“横中心線”という）は同一直線上に存在せず、行方向に隣接する画素電極１９１は互いに上下に反転対称の形状で配置されている。列方向に隣接する各画素電極１９１の形は互いに同一であり、各画素電極１９１の縦中心線は同一直線上にある。
【００５２】
一方、ゲート線（Ｇ１、Ｇ２）は少なくとも一部が画素電極１９１と重なって、他の一部は画素電極１９１とは重ならない。
また、一部のデータ線（Ｄ１、Ｄ３、Ｄ５、Ｄ５、Ｄ７）は、各画素電極１９１の縦中心線の上に伸びていて各画素電極を２等分し、他のデータ線（Ｄ２、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ８）は行方向に隣接する画素電極１９１間の境界上に位置して延長されている。
【００５３】
色フィルター２３０のうち互いに異なる色相を示す２種類の色フィルターは、列方向に隣接した画素電極１９１に沿って交互に伸びている。図８で画素をＲｉｊ、ＧｉｊまたはＢｉｊで示したが、Ｒは赤色色フィルター２３０Ｒを備えた画素、Ｇは緑色色フィルター２３０を備えた画素、Ｂは青色色フィルター２３０を備えた画素を示しており、ｉは各画素がｉ番目のゲート線１２１に接続されていることを示し、ｊは各画素がｊ番目のデータ線１７１に接続されていることを示す。図８の液晶表示板組立体は第１データ線Ｄ１に赤色フィルターを有する画素（Ｒ１１、Ｒ２１）が順に接続されて、第２データ線Ｄ２には緑色フィルターを有する画素（Ｇ１２、Ｇ２２）が順に接続されており、３番目データ線Ｄ３には青色フィルターを有する画素（Ｂ１３、Ｂ２３）が順に接続されている。このような規則は、以降のデータ線（Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８）にも繰り返される。
【００５４】
次に図９を参照して本発明の第２実施形態による液晶表示板組立体の画素電極の配列を説明する。
図９は本発明の第２実施形態による液晶表示装置の画素電極、共通電極及び信号線を示す配置図である。
図９の液晶表示板組立体の画素電極１９１及び共通電極２７０は図８の液晶表示板組組立体と同一形態で構成される。しかし、図８とは異なって、ゲート線１２１が列方向に隣接した画素電極１９１間の境界を超えて複数回折れ曲がるように形成されており、ゲート線１２１と画素電極１９１が重ならないように構成されている。従って、ゲート線１２１と画素電極１９１との間に寄生容量が発生することを防止できる。
【００５５】
このような液晶表示装置の動作について詳細に説明する。
信号制御部６００は外部のグラフィック制御機（図示せず）から入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及びその表示を制御する入力制御信号を受信する。入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は各画素（ＰＸ）の輝度情報を含んでおり、輝度は決められた数、例えば、１０２４（＝２１０）、２５６（＝２８）または６４（＝２６）個の階調を有している。入力制御信号の例としては、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）と水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、メインクロック（ＭＣＬＫ）、データイネーブル信号（ＤＥ）などがある。
【００５６】
信号制御部６００は、入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と入力制御信号に基づいて入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を液晶表示板組立体３００及びデータ駆動部５００の動作条件に応じるように、適切に処理してゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）及びデータ制御信号（ＣＯＮＴ２）などを生成した後、ゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）をゲート駆動部４００に出力し、データ制御信号（ＣＯＮＴ２）と処理した映像信号（ＤＡＴ）をデータ駆動部５００に出力する。出力映像信号（ＤＡＴ）はデジタル信号として決められた個数の値（または階調）を有する。
【００５７】
ゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）は、走査開始を指示する走査開始信号（ＳＴＶ）とゲートオン電圧（Ｖｏｎ）の出力周期を制御する少なくとも１つのクロック信号を含む。ゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）は、また、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）の持続時間を限定する出力イネーブル信号（ＯＥ）をさらに含む構成とすることができる。
データ制御信号（ＣＯＮＴ２）は、１行の副画素に対する映像データの伝送開始を知らせる水平同期開始信号（ＳＴＨ）と、液晶表示板組立体３００にデータ信号を印加することを指示するロード信号（ＬＯＡＤ）及びデータクロック信号（ＨＣＬＫ）を含む。データ制御信号（ＣＯＮＴ２）はまた、共通電圧（Ｖｃｏｍ）に対するデータ信号の電圧極性（以下、"データ信号の極性"とする）を反転させる反転信号（ＲＶＳ）をさらに含むように構成できる。
【００５８】
信号制御部６００からのデータ制御信号（ＣＯＮＴ２）によって、データ駆動部５００は、１行の副画素に対するデジタル映像信号（ＤＡＴ）を受信して、各デジタル映像信号（ＤＡＴ）に対応する階調電圧を選択することによって、デジタル映像信号（ＤＡＴ）をアナログデータ信号に変換した後にこれを当該データ線に印加する。
ゲート駆動部４００は、信号制御部６００からのゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）によってゲートオン電圧（Ｖｏｎ）をゲート線に印加し、このゲート線に接続されたスイッチング素子を導通させる。それにより、データ線に印加されたデータ信号が導通したスイッチング素子を通して当該画素に印加される。
【００５９】
このように液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）の両端に電位差が生じると、表示板１００、２００の表面にほぼ垂直である主電場が液晶層３に生成される（以下、画素電極１９１及び共通電極２７０を共に“電場生成電極”という）。それにより、液晶層３の液晶分子は、電場に応答してその長軸が電場の方向に垂直をなすように傾いており、液晶分子の傾く程度によって、液晶層３に入射する光の偏光の変化する程度が変わる。このような偏光の変化は、偏光子によって透過率変化として現れて、これを通して液晶表示装置は映像を表示する。
【００６０】
液晶分子が傾く方向は、一次的に電場生成電極１９１、２７０の切開部７１ａ、７１ｂ、７２と画素電極１９１の辺とが、主電場を歪めて形成する水平成分によって決定される。このような主電場の水平成分は、切開部７１ａ、７１ｂ、７２の辺と画素電極１９１の辺に大体垂直になる。
画素電極１９１は切開部７１ａ、７１ｂ、７２によって複数の副領域に分けられて、各副領域は切開部７１ａ、７１ｂ、７２の斜線部及び画素電極１９１の斜辺によって定義される２つの主辺を有する。各副領域上の液晶分子は主辺に対して凡そ垂直方向に傾くため、傾く方向を要約すると、略四つの方向となる。このように液晶分子が傾く方向を多様にすると、液晶表示装置の基準視野角が大きくなる。
【００６１】
一方、画素電極１９１の間の電圧差によって付随的に生成される副電場の方向は、副領域の周辺と垂直になる。従って、副電場の方向と主電場の水平成分の方向は一致する。結果的に画素電極１９１間の副電場は液晶分子の傾斜方向の決定を強化するように作用する。
本発明の第１実施形態による液晶表示装置において、共通電極２７０と画素電極１９１の間に形成される電場は、図６Ｂの曲線と同一である。従って、液晶分子はこの曲線に対して垂直になるように動くが、図６Ａ及び図６Ｂに示したように、共通電極２７０の切開部７２と画素電極１９１との間の間隙１９７ｂを重なるように構成し、共通電極２７０の切開部７２を画素電極１９１間の間隙１９７ｂより大きくすることにより、液晶分子３０が一定の方向に傾くようになる。また、画素電極１９１の２つの電極片１９６、１９７間の間隙１９７ａと共通電極の間に形成される電界によって液晶分子３０は一定方向に傾くようになる。このことから図６Ｂに示したように、画素電極１９１の２つの電極片１９６、１９７間の間隙１９７ａと画素電極１９１間の間隙１９７ｂの間にある液晶分子３０の傾斜方向は同じ方向となる。つまり、第１領域（ＲＡ）では液晶分子３０が右側に傾いて、第２領域（ＬＡ）では液晶分子３０が左に傾く。従って、液晶分子３０が１つの領域において１つの方向に傾くようになるため、液晶分子の配向方向にばらつきが生じることにより発生する凹凸模様の発生を防止できる。
【００６２】
図１０を参照して、本発明の第２実施形態による液晶表示板組立体について詳細に説明する。
図１０は本発明の第２実施形態による液晶表示板組立体を示す配置図である。
図１０の液晶表示板組立体における画素電極１９１と共通電極２７０の配列は図８と同一である。しかし、図１０の液晶表示板組立体は図８と異なって、異なる色フィルター２３０の配置によって構成される。つまり、色フィルター２３０のうち、互いに異なる色相を示す３つの色フィルターは列方向に隣接した画素電極１９１に沿って互いに交互に伸びている。図１０でも画素をＲｉｊ、ＧｉｊまたはＢｉｊとして示しているが、Ｒは赤色色フィルター２３０Ｒを備えた画素、Ｇは緑色色フィルター２３０を備えた画素、Ｂは青色色フィルター２３０を備えた画素を示し、ｉは各画素がｉ番目のゲート線１２１に接続されていることを示し、ｊは各画素がｊ番目のデータ線１７１に接続されていることを示す。図１０の液晶表示板組立体は、第１データ線（Ｄ１）に赤色フィルターを有する画素（Ｒ１１）、青色フィルターを有する画素（Ｂ２１）、赤色フィルターを有する画素（Ｒ３２）・・・が順に連結されている。第２データ線（Ｄ２）には緑色フィルターを有する画素（Ｇ１２）、緑色フィルターを有する画素（Ｇ３２）が順に連結されており、３番目のデータ線（Ｄ３）には青色フィルターを有する画素（Ｂ１３）、緑色フィルターを有する画素（Ｇ２３）、青色フィルターを有する画素（Ｂ３３）、緑色フィルターを有する画素（Ｇ４３）が順に連結されている。つまり、１つのデータ線に同じ色相の色フィルターを有する画素が連結されずに、他の色相の色フィルターを備えた画素が連結されている。
【００６３】
従って、信号制御部６００はＲ、Ｇ、Ｂ別に入る入力映像信号を処理した結果を中間映像信号とする時、中間映像信号を１つのデータ線に接続された色フィルター順序に合うように再配列する必要がある。信号制御部６００内部のバッファー部（図示せず）で中間映像信号を保存する時、これを適切に再配列して出力することができる。
以上、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されることなく、特許の請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態も、本発明の権利範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１実施形態による液晶表示装置のブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態による液晶表示装置の１つの画素に対する等価回路図である。
【図３】本発明の第１実施形態による液晶表示装置の配置図である。
【図４】図３に示した液晶表示装置をIV-IV線に沿って切断して示した断面図である。
【図５】図３に示した液晶表示装置をV-V線に沿って切断して示した断面図である。
【図６Ａ】本発明の第１実施形態による液晶表示装置の画素電極及び共通電極を示した配置図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示した液晶表示装置をVIb-VIb線に沿って切断して示した断面図である。
【図７Ａ】本発明の第１実施形態による液晶表示装置で画素電極の基本単位となる電極片を示した平面図である。
【図７Ｂ】本発明の第１実施形態による液晶表示装置で画素電極の基本単位となる電極片を示した平面図である。
【図８】本発明の第１実施形態による液晶表示装置の画素電極、共通電極及び信号線の配列を示した図である。
【図９】本発明の第２実施形態による液晶表示装置の画素電極、共通電極及び信号線の配列を示した図である。
【図１０】本発明の第２実施形態による液晶表示装置の画素電極、共通電極及び信号線の配列を示した図である。
【符号の説明】
【００６５】
７１ａ、７１ｂ、７２      共通電極切開部
８１、８２      接触補助部材
１００      トランジスタ表示板
１１０、２１０      基板
１２１      ゲート線
１２４      ゲート電極
１４０      ゲート絶縁膜
１５４      半導体
１６３、１６３      抵抗性接触部材
１７１      データ線
１７３      ソース電極
１７５      ドレーン電極
１８０      保護膜
１８５      接触孔
１９１      画素電極
２００      色フィルター表示板
２２０      遮光部材
２３０      色フィルター
２７０      共通電極
３００      液晶表示板組立体
４００      ゲート駆動部
５００      データ駆動部
６００      信号制御部
８００      階調電圧生成部
【図１】
0005154786.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
0005154786.tif 000009
【図７Ｂ】
0005154786.tif 000010
【図８】
0005154786.tif 000011
【図９】
0005154786.tif 000012
【図１０】
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